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  • 2021-06-16 发布

【数学】2020届一轮复习人教A版第四章第2节同角三角函数基本关系式与诱导公式学案

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‎ 第2节 同角三角函数基本关系式与诱导公式 最新考纲 1.理解同角三角函数的基本关系式:sin2α+cos2α=1,=tan α;2.能利用单位圆中的三角函数线推导出±α,π±α的正弦、余弦、正切的诱导公式.‎ 知 识 梳 理 ‎1.同角三角函数的基本关系 ‎(1)平方关系:sin2α+cos2α=1.‎ ‎(2)商数关系:=tan__α.‎ ‎2.三角函数的诱导公式 公式 一 二 三 四 五 六 角 ‎2kπ+α(k∈Z)‎ π+α ‎-α π-α -α +α 正弦 sin α ‎-sin__α ‎-sin__α sin__α cos__α cos__α 余弦 cos α ‎-cos__α cos__α ‎-cos__α sin__α ‎-sin__α 正切 tan α tan__α ‎-tan__α ‎-tan__α 口诀 函数名不变,符号看象限 函数名改变,符号看象限 ‎ [微点提醒]‎ ‎1.同角三角函数关系式的常用变形 ‎(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α;sin α=tan α·cos α.‎ ‎2.诱导公式的记忆口诀 ‎“奇变偶不变,符号看象限”,其中的奇、偶是指的奇数倍和偶数倍,变与不变指函数名称的变化.‎ ‎3.在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号.‎ 基 础 自 测 ‎1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)‎ ‎(1)sin(π+α)=-sin α成立的条件是α为锐角.(  )‎ ‎(2)六组诱导公式中的角α可以是任意角.(  )‎ ‎(3)若α∈R,则tan α=恒成立.(  )‎ ‎(4)若sin(kπ-α)=(k∈Z),则sin α=.(  )‎ 解析 (1)中对于任意α∈R,恒有sin(π+α)=-sin α.‎ ‎(3)中当α的终边落在y轴上,商数关系不成立.‎ ‎(4)当k为奇数时,sin α=,‎ 当k为偶数时,sin α=-.‎ 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×‎ ‎2.(必修4P21A12改编)已知tan α=-3,则cos2α-sin2α=(  )‎ A. B.- C. D.- 解析 由同角三角函数关系得cos2α-sin2α====-.‎ 答案 B ‎3.(必修4P29B2改编)已知α为锐角,且sin α=,则cos (π+α)=(  )‎ A.- B. C.- D. 解析 因为α为锐角,所以cos α==,‎ 故cos(π+α)=-cos α=-.‎ 答案 A ‎4.(2017·全国Ⅲ卷)已知sin α-cos α=,则sin 2α=(  )‎ A.- B.- C. D. 解析 ∵(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=1-sin 2α,‎ ‎∴sin 2α=1-=-.‎ 答案 A ‎5.(2019·济南质检)若sin α=-,且α为第四象限角,则tan α=(  )‎ A. B.- C. D.- 解析 ∵sin α=-,α为第四象限角,‎ ‎∴cos α==,因此tan α==-.‎ 答案 D ‎6.(2018·成都月考)化简:=________.‎ 解析 原式===1.‎ 答案 1‎ 考点一 同角三角函数基本关系式的应用 ‎【例1】 (1)(2018·兰州测试)已知sin αcos α=,且<α<,则cos α-sin α=(  )‎ A.- B. C.- D. ‎(2)(2019·平顶山联考)已知=5,则cos2α+sin 2α=(  )‎ A. B.- C.-3 D.3‎ 解析 (1)∵<α<,‎ ‎∴cos α<0,sin α<0且cos α>sin α,‎ ‎∴cos α-sin α>0.‎ 又(cos α-sin α)2=1-2sin αcos α=1-2×=,‎ ‎∴cos α-sin α=.‎ ‎(2)由=5得=5,可得tan α=2,‎ 则cos2α+sin 2α=cos2α+sin αcos α===.‎ 答案 (1)B (2)A 规律方法 1.利用sin2α+cos2α=1可以实现角α的正弦、余弦的互化,利用=tan α可以实现角α的弦切互化.‎ ‎2.应用公式时注意方程思想的应用:对于sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α这三个式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二.‎ ‎3.注意公式逆用及变形应用:1=sin2α+cos2α,sin2α=1-cos2α,cos2α=1-sin2α.‎ ‎【训练1】 (1)若3sin α+cos α=0,则的值为(  )‎ A. B. C. D.-2‎ ‎(2)(2018·全国Ⅱ卷)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)=________.‎ 解析 (1)3sin α+cos α=0⇒cos α≠0⇒tan α=-,== ‎==.‎ ‎(2)由sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,‎ 两式平方相加,得2+2sin αcos β+2cos αsin β=1,‎ 整理得sin(α+β)=-.‎ 答案 (1)A (2)- 考点二 诱导公式的应用 ‎【例2】 (1)(2019·衡水中学调研)若cos=,则cos(π-2α)=(  )‎ A. B. C.- D.- ‎(2)设f(α)=(1+2sin α≠0),则f=________.‎ 解析 (1)由cos=,得sin α=.‎ ‎∴cos(π-2α)=-cos 2α=-(1-2sin2α)=2sin2α-1=2×-1=-.‎ ‎(2)∵f(α)= ‎===,‎ ‎∴f===.‎ 答案 (1)D (2) 规律方法 1.诱导公式的两个应用 ‎(1)求值:负化正,大化小,化到锐角为终了.‎ ‎(2)化简:统一角,统一名,同角名少为终了.‎ ‎2.含2π整数倍的诱导公式的应用 由终边相同的角的关系可知,在计算含有2π的整数倍的三角函数式中可直接将2π的整数倍去掉后再进行运算,如cos(5π-α)=cos(π-α)=-cos α.‎ ‎【训练2】 (1)(2017·北京卷)在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若sin α=,则sin β=________.‎ ‎(2)已知cos=a,则cos+sin的值是________.‎ 解析 (1)α与β的终边关于y轴对称,则α+β=π+2kπ,k∈Z,∴β=π-α+2kπ,k∈Z.‎ ‎∴sin β=sin(π-α+2kπ)=sin α=.‎ ‎(2)∵cos=cos=-cos ‎=-a,‎ sin=sin=a,‎ ‎∴cos+sin=-a+a=0.‎ 答案 (1) (2)0‎ 考点三 同角三角函数基本关系式与诱导公式的活用 ‎【例3】 (1)(2019·菏泽联考)已知α∈,sin=,则tan(π+2α)=(  )‎ A. B.± C.± D. ‎(2)(2018·福州调研)已知α为锐角,且2tan(π-α)-3cos+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0,则sin α=(  )‎ A. B. C. D. 解析 (1)∵α∈,sin=,‎ ‎∴cos α=,sin α=-,tan α==-2.‎ ‎∴tan(π+2α)=tan 2α===.‎ ‎(2)由已知得 消去sin β,得tan α=3,‎ ‎∴sin α=3cos α,代入sin2α+cos2α=1,‎ 化简得sin2α=,则sin α=(α为锐角).‎ 答案 (1)A (2)C ‎(3)已知-π0,∴sin x-cos x<0,‎ 故sin x-cos x=-.‎ ‎②= ‎= ‎==-.‎ 规律方法 1.利用同角三角函数关系式和诱导公式求值或化简时,关键是寻求条件、结论间的联系,灵活使用公式进行变形.‎ ‎2.(1)注意角的范围对三角函数值符号的影响,开方时先判断三角函数值的符号;‎ ‎(2)熟记一些常见互补的角、互余的角,如-α与+α互余等.‎ ‎【训练3】 (1)(2019·湖北七州市联考)已知α∈(0,π),且cos α=-,则sin·tan α=(  )‎ A.- B.- C. D. ‎(2)(2016·全国Ⅰ卷)已知θ是第四象限角,且sin=,则tan=________.‎ 解析 (1)∵α∈(0,π),且cos α=-,∴sin α=,‎ 因此sin·tan α=cos α·=sin α=.‎ ‎(2)由题意,得cos=,∴tan=.‎ ‎∴tan=tan=-=-.‎ 答案 (1)C (2)- ‎[思维升华]‎ ‎1.同角三角函数基本关系可用于统一函数;诱导公式主要用于统一角,其主要作用是进行三角函数的求值、化简和证明.‎ ‎2.三角函数求值、化简的常用方法:(1)弦切互化法:主要利用公式tan x=进行切化弦或弦化切,如,asin2x+bsin xcos x+ccos2x等类型可进行弦化切.‎ ‎(2)和积转换法:如利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化.‎ ‎(3)巧用“1”的变换:1=sin2θ+cos2θ=cos2θ(1+tan2θ)=sin2θ(1+)=tan 等.‎ ‎[易错防范]‎ ‎1.利用诱导公式进行化简求值时,可利用公式化任意角的三角函数为锐角三角函数,其步骤:去负—脱周—化锐.‎ 特别注意函数名称和符号的确定.‎ ‎2.注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.‎ 基础巩固题组 ‎(建议用时:30分钟)‎ 一、选择题 ‎1.sin 600°的值为(  )‎ A.- B.- C. D. 解析 sin 600°=sin(360°+240°)=sin 240°‎ ‎=sin(180°+60°)=-sin 60°=-.‎ 答案 B ‎2.(2019·衡水模拟)已知直线2x-y-1=0的倾斜角为α,则sin 2α-2cos2α=(  )‎ A. B.- C.- D.- 解析 由题意知tan α=2,‎ ‎∴sin 2α-2cos2α===.‎ 答案 A ‎3.=(  )‎ A.sin 2-cos 2 B.sin 2+cos 2‎ C.±(sin 2-cos 2) D.cos 2-sin 2 ‎ 解析 = ‎==|sin 2-cos 2|=sin 2-cos 2.‎ 答案 A ‎4.已知sin(π+θ)=-cos(2π-θ),|θ|<,则θ等于(  )‎ A.- B.- C. D. 解析 ∵sin(π+θ)=-cos(2π-θ),‎ ‎∴-sin θ=-cos θ,‎ ‎∴tan θ=,∵|θ|<,∴θ=.‎ 答案 D ‎5.已知sin=,则cos=(  )‎ A. B. C.- D.- 解析 因为sin=,所以cos=sin=sin=.‎ 答案 B ‎6.向量a=,b=(cos α,1),且a∥b,则cos=(  )‎ A.- B. C.- D.- 解析 ∵a=,b=(cos α,1),且a∥b,‎ ‎∴×1-tan αcos α=0,∴sin α=,‎ ‎∴cos=-sin α=-.‎ 答案 A ‎7.已知函数f(x)=asin(πx+α)+bcos(πx+β),且f(4)=3,则f(2 020)的值为(  )‎ A.-1 B.1 C.3 D.-3‎ 解析 ∵f(4)=asin(4π+α)+bcos(4π+β)=asin α+bcos β=3,‎ ‎∴f(2 020)=asin(2 020π+α)+bcos(2 020π+β)=asin α+bcos β=3.‎ 答案 C 二、填空题 ‎8.已知sin α=-,且α为第三象限的角,则tan α=______.‎ 解析 ∵sin α=-,且α为第三象限的角,‎ ‎∴cos α=-=-,∴tan α==.‎ 答案  ‎9.已知tan=,则tan=________.‎ 解析 ∵+=π,‎ ‎∴tan=tan=-tan=-.‎ 答案 - ‎10.已知sin θ+cos θ=,θ∈,则sin θ-cos θ的值为________.‎ 解析 ∵sin θ+cos θ=,∴sin θcos θ=.‎ 又∵(sin θ-cos θ)2=1-2sin θcos θ=,‎ 又∵θ∈,∴sin θ-cos θ=-.‎ 答案 - ‎11.已知tan θ=3,则cos=________.‎ 解析 ∵tan θ=3,∴cos=sin 2θ====.‎ 答案  ‎12.(2019·邯郸一模)若sin(α+β)=3sin(π-α+β),且α,β∈,则=________.‎ 解析 由条件,得sin(α+β)=3sin(α-β),‎ ‎∴sin αcos β=2cos αsin β,则tan α=2tan β,‎ 因此=2.‎ 答案 2‎ 能力提升题组 ‎(建议用时:20分钟)‎ ‎13.若sin θ,cos θ是方程4x2+2mx+m=0的两根,则m的值为(  )‎ A.1+ B.1- C.1± D.-1- 解析 由题意知sin θ+cos θ=-,sin θ·cos θ=.‎ 又=1+2sin θcos θ,‎ ‎∴=1+,解得m=1±.‎ 又Δ=4m2-16m≥0,∴m≤0或m≥4,∴m=1-.‎ 答案 B ‎14.已知sincos=,且0<α<,则sin α=________,cos α=________.‎ 解析 sincos=-cos α·(-sin α)=sin αcos α=.‎ ‎∵0<α<,∴0